芯片可焊性的测试方法与流程

本申请涉及元器件可焊性测试技术领域，具体而言，涉及一种芯片可焊性的测试方法。

背景技术：

在电子产品的装配焊接工艺中，焊接质量直接影响封装产品的质量。因此，为了提高焊接质量，除了严格控制工艺参数外，还需要对芯片进行科学的可焊性测试。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种芯片可焊性的测试方法，能够减小在测试过程中对待测芯片的影响，提高测试的准确度，同时降低测试难度及测试成本。

本申请第一方面提供了一种芯片可焊性的测试方法，其包括：

于陶瓷基板上印刷锡膏；

将待测芯片的焊端放置于所述锡膏上，以形成待焊基板；

将所述待焊基板进行回流焊处理，以使所述待测芯片焊接在所述陶瓷基板上；

将所述待测芯片从所述陶瓷基板上移除；

检测所述待测芯片的焊端上所述锡膏的状态，以确定所述待测芯片的可焊性。

在本申请的一种示例性实施例中，所述锡膏包括锡焊料和助焊剂，

所述检测所述待测芯片的焊端上所述锡膏的状态，以确定所述待测芯片的可焊性，包括：

确认所述待测芯片的焊端上是否残留助焊剂；

在确认所述待测芯片的焊端上残留助焊剂时，将所述助焊剂去除；

检测所述待测芯片的焊端上锡焊料的状态，以确定所述待测芯片的可焊性。

在本申请的一种示例性实施例中，所述检测所述待测芯片的焊端上锡焊料的状态，以确定所述待测芯片的可焊性，包括：

检测所述焊端上所述锡焊料的覆盖率是否超过第一预设值以及检测所述待测芯片的焊端上是否具有直径大于等于第二预设值的锡珠；

在检测到所述焊端上所述锡焊料的覆盖率超过所述第一预设值且所述焊端上没有直径大于等于所述第二预设值的锡珠时，确定所述待测芯片的可焊性通过测试标准；

在检测到所述焊端上所述锡焊料的覆盖率小于等于所述第一预设值和/或所述焊端上具有直径超过所述第二预设值的锡珠时，确定所述待测芯片的可焊性没有通过测试标准。

在本申请的一种示例性实施例中，在检测所述待测芯片的焊端上锡焊料的状态，以确定所述待测芯片的可焊性的同时，所述测试方法还包括：

检测所述陶瓷基板上是否具有直径大于等于所述第二预设值的锡珠，以确定所述待测芯片的可焊性。

在本申请的一种示例性实施例中，所述第一预设值为0.95，所述第二预设值为0.13mm。

在本申请的一种示例性实施例中，在陶瓷基板上印刷锡膏之后，且在将待测芯片的焊端放置于所述锡膏上，以形成待焊基板之前，所述测试方法还包括；

检测印刷在所述陶瓷基板上的锡膏的形状、尺寸与所述待测芯片的焊端的形状、尺寸是否一致，

其中，在检测到所述锡膏的形状、尺寸与所述焊端的形状、尺寸一致时，执行所述将所述待测芯片的焊端放置于所述锡膏上，以形成所述待焊基板这一步骤。

在本申请的一种示例性实施例中，所述将所述待测芯片的焊端放置于所述锡膏上，包括：

将所述待测芯片的焊端与所述锡膏在所述陶瓷基板的厚度方向上重合。

在本申请的一种示例性实施例中，所述将所述待焊基板进行回流焊处理，以使所述待测芯片焊接在所述陶瓷基板上，包括：

将所述待焊基板放置在回流焊炉中依次进行预热处理、回流处理和冷却处理，以使所述待测芯片焊接在所述陶瓷基板上。

在本申请的一种示例性实施例中，所述锡膏为无铅锡膏。

在本申请的一种示例性实施例中，所述预热处理包括将所述待焊基板在150℃-180℃的温度下进行预热；

所述回流处理包括将所述待焊基板在230℃-250℃的温度下进行回流。

在本申请的一种示例性实施例中，在将待测芯片的焊端放置于所述锡膏上，以形成待焊基板之前，所述测试方法还包括：

对待测芯片进行蒸汽老化处理。

在本申请的一种示例性实施例中，所述蒸汽老化处理中的水为蒸馏水或去离子水。

在本申请的一种示例性实施例中，所述陶瓷基板设置有测温孔，所述测温孔内用于放置测温元件的测温接头。

在本申请的一种示例性实施例中，所述测温孔位于所述陶瓷基板的中心区域。

在本申请的一种示例性实施例中，所述陶瓷基板呈矩形，所述陶瓷基板的四个角部分别设置有定位标识结构，所述定位标识结构用于定位所述锡膏与所述陶瓷基板之间的位置以及定位所述锡膏与所述待测芯片的焊端之间的位置。

在本申请的一种示例性实施例中，所述定位标识结构为开设在所述陶瓷基板上的定位孔、定位槽或粘贴在所述陶瓷基板表层的定位贴片。

在本申请的一种示例性实施例中，所述定位标识结构为圆形或十字形。

在本申请的一种示例性实施例中，所述待测芯片为球栅阵列封装类芯片。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的芯片可焊性的测试方法，通过使用陶瓷基板作为与待测芯片焊接的载体，可减小锡膏在回流焊处理过程中与载体发生键合的情况，以便于待测芯片从陶瓷基板上拆卸下来，从而便于检测待测芯片的焊端上锡膏的状态，以确定待测芯片的可焊性，从而提高了芯片可焊性测试的准确度。该测试方法不需要使用x射线进行检测，因此，能够减小在测试过程中对待测芯片的影响，降低了待测芯片的损伤概率，且降低了测试难度，此外，陶瓷基板在测试过程中可重复使用，降低了测试成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所述芯片可焊性的测试方法的流程图；

图2为本申请实施例中步骤s50的流程图；

图3为本申请实施例所述的陶瓷基板的平面示意图；

图4为完成步骤s10之后的示意图；

图5为本申请实施例所述的待测芯片的平面示意图；

图6为完成步骤s20之后的示意图；

附图标记说明：

图3至图6中：

1、陶瓷基板；10、定位标识结构；11、测温孔；2、锡膏；3；待测芯片；30、焊端。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本申请将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

在电子产品的装配焊接工艺中，焊接质量直接影响整机的质量。因此，为了提高焊接质量，除了严格控制工艺参数外，还需要对芯片进行科学的可焊性测试。

目前，在对芯片的可焊性进行测试时，主要采用蘸锡法及模拟回流焊法。该蘸锡法主要适用于有引脚芯片，例如：qfp(plasticquadflatpackage，方型扁平式封装)类芯片、sop(smallout-linepackage，小外形封装)类芯片等；而模拟回流焊法即可适用于前述有引脚芯片，又可适用于无引脚芯片，例如：lcc(leadlesschipcarriers，无引脚芯片载体元件)类芯片等。

相关技术中，蘸锡法主要通过将涂覆助焊剂的有引脚芯片浸入熔融锡炉，然后观察引脚上焊料的覆盖情况，以判断该芯片的可焊性，但此种方法测试准确度不高且容易受外界因素影响；模拟回流焊法主要通过在pcb(printedcircuitboard，印制电路板)的焊盘上印刷锡膏，在将待测芯片(即：有引脚芯片或无引脚芯片)的焊端放置在锡膏上并进行回流焊处理，使得待测芯片焊接在pcb上，然后通过检测待测芯片的焊端上锡膏的覆盖情况，以判断待测芯片的可焊性；但由于锡膏容易与焊盘键合，使得焊接在pcb上的待测芯片不易取下，需要使用x射线进行检测待测芯片的焊端上锡膏的覆盖情况，但这种方式容易对芯片的功能造成影响，且不利于pcb板重复使用，增加了测试成本。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种芯片可焊性的测试方法，该测试方法可适用于对有引脚芯片、无引脚芯片的可焊性进行测试，尤其适用于对球栅阵列封装(ballgridarray，简称bga)类芯片的可焊性进行测试。

如图1所示，该芯片可焊性的测试方法可包括：

步骤s10，于陶瓷基板上印刷锡膏；

步骤s20，将待测芯片的焊端放置于锡膏上，以形成待焊基板；

步骤s30，将待焊基板进行回流焊处理，以使待测芯片焊接在陶瓷基板上；

步骤s40，将待测芯片从陶瓷基板上移除；

步骤s50，检测待测芯片的焊端上锡膏的状态，以确定待测芯片的可焊性。

本实施例中，通过使用陶瓷基板作为与待测芯片焊接的载体，可减小锡膏在回流焊处理过程中与载体发生键合的情况，以便于待测芯片从陶瓷基板上拆卸下来，从而便于直观检测待测芯片的焊端上锡膏的状态，以确定待测芯片的可焊性，从而提高了芯片可焊性测试的准确度。该测试方法不需要使用x射线进行检测，因此，能够减小在测试过程中对待测芯片的影响，降低了待测芯片的损伤概率，以及降低了测试难度，此外，陶瓷基板在测试过程中可重复使用，降低了测试成本。

下面结合附图对本实施例中的芯片可焊性的测试方法进行详细阐述。

如图1、图3及图4所示，在步骤s10中，于陶瓷基板1上印刷锡膏2。为了满足环保要求，该锡膏2可为无铅锡膏。且该锡膏2包括锡焊料和助焊剂，通过在锡焊料中添加助焊剂，以提高锡膏2的焊接性能。

本实施例中，在陶瓷基板1上印刷锡膏2的过程可为：先将锡膏2通过钢网平滑地印刷在陶瓷基板1上；然后缓慢地移开钢网，以避免钢网在移开过程中刮蹭到印刷后的锡膏2从而产生拉尖的情况，提高了锡膏2印刷质量。

其中，钢网的规格可与待测芯片3的焊端30的规格相匹配，以使印刷后的锡膏2的规格与待测芯片3的焊端30的规格相匹配，例如，在待测芯片3为bga类芯片时，该芯片的焊端30为球形，因此，此钢网的开口可为圆形，且此开口的直径与球形焊端30的直径一致，从而使得印刷在陶瓷基板1上的锡膏2的形状、大小与焊端30的形状、大小相一致。需要说明的是，钢网上各开口之间的间距与芯片上各焊端30之间的间距需相等，以保证印刷后的各锡膏2之间的间距与芯片上各焊端30之间的间距相等。

举例而言，此陶瓷基板1可呈矩形，但不以此为限，也可为圆形等。且陶瓷基板1上可设置有定位标识结构10，以便于与钢网进行定位，从而便于定位锡膏2与陶瓷基板1之间的位置。

由于钢网通常为矩形，因此，如图3至图6所示，本实施例中的陶瓷基板1优选为矩形基板。其中，在陶瓷基板1为矩形时，可在陶瓷基板1的四个角部分别设置有定位标识结构10，这样设计可降低钢网与陶瓷基板1的定位难度，以便于定位锡膏2与陶瓷基板1之间的位置。

需要说明的是，定位标识结构10的位置和数量不以上述为限。此外，定位标识结构10可为开设在陶瓷基板1上的定位孔或定位槽，也可为粘贴在陶瓷基板1表层的定位贴片。此定位标识结构10可为圆形或十字形，但不以此为限。

如图1、图5和图6所示，在步骤s20中，将待测芯片3的焊端30放置于锡膏2上，以形成待焊基板。

举例而言，此处提到将待测芯片3的焊端30放置于锡膏2上具体是指：将待测芯片3的焊端30与锡膏2在陶瓷基板1的厚度方向上重合。此厚度方向指的是垂直于陶瓷基板1上印刷有锡膏2的表面的方向。

在本公开的一实施方式中，通过定位过程将待测芯片3的焊端30放置于锡膏2上，其中，待测芯片3的焊端30与锡膏2之间的定位过程可为：前述提到通过定位标识结构10可定位钢网，从而可定位锡膏2的位置，也就是说，锡膏2的位置是确定的；在锡膏2的位置确定后，再通过定位标识结构10定位待测芯片3的焊端30的位置，使得待测芯片3的焊端30的位置与锡膏2的位置重合，从而使得待测芯片3的焊端30定位在锡膏2上，以形成待焊基板。

需要说明的是，在将待测芯片3的焊端30定位在锡膏2上之后，还可通过放大镜进一步检测待测芯片3的焊端30与锡膏2是否重合，若没有重合，则重新定位；若重合，则进行下一步骤。

其中，为了保证芯片可焊性的测试精度，本实施例中需要保证陶瓷基板1上锡膏2与待测芯片3的焊端30相匹配。但由于在使用钢网将锡膏2印刷在陶瓷基板1上之后，需要将钢网移开，在移开钢网的过程中有可能会对锡膏2造成破坏，因此，在陶瓷基板1上印刷锡膏2之后，且在将待测芯片3的焊端30放置于锡膏2上，以形成待焊基板之前，该芯片可焊性的测试方法还可包括步骤s12。在步骤s12中，检测印刷在陶瓷基板1上的锡膏2的形状、尺寸与待测芯片3的焊端30的形状、尺寸是否一致。在检测到锡膏2的形状、尺寸与焊端30的形状、尺寸一致时，执行步骤s20；在检测到锡膏2的形状、尺寸与焊端30的形状、尺寸不一致时，重新执行步骤s10，即：重新印刷锡膏2。

在步骤s30中，将待焊基板进行回流焊处理，以使待测芯片3焊接在陶瓷基板1上。

举例而言，该步骤s30可包括将待焊基板放置在回流焊炉中依次进行预热处理、回流处理和冷却处理，以使待测芯片3焊接在陶瓷基板1上。其中，预热处理可包括升温处理和保温处理，也就是说，待焊基板可在回流焊炉中依次进行升温处理、保温处理、回流处理和冷却处理；本实施例中，通过先对待焊基板进行升温处理，以使锡膏2中的溶剂、气体蒸发掉，同时，锡膏2中的助焊剂润湿陶瓷基板1、待测芯片3的焊端30，锡膏2融化、塌落、覆盖了陶瓷基板1上与待测芯片3的焊端30相对应的部位，从而将此部位和待测芯片3的焊端30与氧气隔离；再进行保温处理，使陶瓷基板1与待测芯片3得到充分的预热，以防止待测芯片3突然进入回流处理过程中的高温环境而发生损坏的情况；然后再进行回流处理，在回流处理过程中，温度迅速上升使锡膏2达到熔化状态，液态锡焊料对陶瓷基板1、待测芯片3的焊端30润湿、扩散、回流混合形成锡焊接点；最终进行冷却处理，使锡焊接点凝固，即完成了回流焊。

由于前述提到该锡膏2为无铅锡膏，因此，针对无铅锡膏，该回流焊处理中的预热处理可在150℃-180℃的温度下进行，即：将待焊基板在150℃-180℃的温度下进行预热，该预热时间可为60s-120s，在本公开的一实施方式中，预热温度可以为155℃、160℃、165℃、170℃或175℃，预热时间可为70s、80s、90s、100s或110s；该回流焊处理中的回流处理可在230℃-250℃的温度下进行，即：将待焊基板在230℃-250℃的温度下进行回流，该回流时间可为30s-60s，在本公开的一实施方式中，回流温度可以为235℃、240℃或245℃，回流时间可为35s、40s、45s、50s或55s；而回流焊处理中的冷却处理可在室温下进行，直至锡焊接点凝固。

需要说明的是，前述提到的预热温度、预热时间、回流温度、回流时间不限于上述取值，具体视情况而定。

上述提到在待焊基板进行回流焊处理过程中，需要对陶瓷基板1和待测芯片3的温度进行实时监测，因此，为了准确监测陶瓷基板1和待测芯片3的表面的温度，如图3至图6所示，可在陶瓷基板1设置测温孔11，该测温孔11内用于放置测温元件的测温接头，该测温元件可以实时监测陶瓷基板1和待测芯片3的温度并将其记录并存储，待回流焊完成后，将测温元件与电脑终端设备连接，以将测温元件所记录的温度曲线呈现出来，以便后续根据测温曲线来控制回流焊炉中各处理区域的温度，以满足回流焊处理的要求。

可选地，测温孔11位于陶瓷基板1的中心区域，以提高位于测温孔11内测温元件的检测精度。

在步骤s40中，将待测芯片3从陶瓷基板1上移除。举例而言，可采用移除设备将待测芯片3从陶瓷基板1上小心拆下来。

在步骤s50中，检测待测芯片3的焊端30上锡膏2的状态，以确定待测芯片3的可焊性。

举例而言，前述提到锡膏2包括锡焊料和助焊剂，但在评估待测芯片3的可焊性时，一般只评估待测芯片3的焊端30上锡焊料的状态，助焊剂不在评估范围内，因此，如图2所示，步骤s50可包括步骤s502、步骤s504、步骤s506，其中：

在步骤s502中，确认待测芯片3的焊端30上是否残留助焊剂；由于锡焊料通常为深灰色，而助焊剂通常为白色，因此，在将待测芯片3从陶瓷基板1上移除下来之后，很容易确认待测芯片3的焊端30是否残留助焊剂。

在步骤s504中，在确认待测芯片3的焊端30上残留助焊剂时，将助焊剂去除。需要说明的是，在去除助焊剂的过程中，要小心以避免破坏焊端30及焊端30上的锡焊料。

在步骤s506中，检测待测芯片3的焊端30上锡焊料的状态，以确定待测芯片3的可焊性。其中，此步骤s506可具体为：检测焊端30上锡焊料的覆盖率是否超过第一预设值以及检测待测芯片3的焊端30上是否具有直径大于等于第二预设值的锡珠；在检测到焊端30上锡焊料的覆盖率超过第一预设值且焊端30上没有直径大于等于第二预设值的锡珠时，确定待测芯片3的可焊性通过测试标准，则该待测芯片3为合格产品；在检测到焊端30上锡焊料的覆盖率小于等于第一预设值和/或焊端30上具有直径超过第二预设值的锡珠时，确定待测芯片3的可焊性没有通过测试标准，则该待测芯片3不合格产品。

此外，由于待测芯片3的尺寸通常较小，因此，待测芯片3的焊端30的尺寸也较小，这样不是很容易检查待测芯片3的焊端30上锡珠的尺寸时，也就是说，在检测待测芯片3的焊端30上的锡珠尺寸时可能会出现一定的误差。需要说明的是，由于陶瓷基板1与待测芯片3在回流焊处理时通过锡膏2焊接在一起，在将待测芯片3从陶瓷基板1上移除时，不仅待测芯片3的焊端30会覆盖锡焊料，陶瓷基板1上也会残留有部分锡焊料。因此，可通过检测陶瓷基板1上是否具有直径大于等于第二预设值的锡珠，来反应待测芯片3的焊端30上是否具有直径大于等于第二预设值的锡珠，即：若陶瓷基板1上具有直径大于等于第二预设值的锡珠，则待测芯片3的焊端30上也具有直径大于等于第二预设值的锡珠；若陶瓷基板1上不具有直径大于等于第二预设值的锡珠，则待测芯片3的焊端30上也不具有直径大于等于第二预设值的锡珠。

由上述可知，在本公开的一实施方式中，为了提高待测芯片3可焊性测试的准确度，在检测待测芯片3的焊端30上锡焊料的状态，以确定待测芯片3的可焊性的同时，芯片可焊性的测试方法还可包括：步骤60、检测陶瓷基板1上是否具有直径大于等于第二预设值的锡珠，以进一步确定待测芯片3的可焊性。

具体地，在检测到焊端30上锡焊料的覆盖率超过第一预设值且焊端30和陶瓷基板1上没有直径大于等于第二预设值的锡珠时，确定待测芯片3的可焊性通过测试标准，则该待测芯片3为合格产品；在检测到焊端30上锡焊料的覆盖率小于等于第一预设值和/或焊端30和/或陶瓷基板1上具有直径超过第二预设值的锡珠时，确定待测芯片3的可焊性没有通过测试标准，则该待测芯片3不合格产品。

需要说明的是，前述第一预设值可为0.95，但不以此为限，视具体情况而定。第二预设值可为0.13mm，但不以此为限，视具体情况而定。

在一实施例中，在使待测芯片3的焊端30定位在锡膏2上，以形成待焊基板之前，芯片可靠性的测试方法还可包括对待测芯片3进行蒸汽老化处理。通过对待测芯片3进行蒸汽老化处理，以模拟该待测芯片3经长时间存储后的可焊性。也就是说，该测试方法可测试待测芯片3在经长时间存储后的可焊性，提高了测试范围，从而便于对待测芯片3的可焊性进行多方面评估。

需要说明的是，蒸汽老化处理中的水为蒸馏水或去离子水。此外，蒸汽老化处理中的温度与海拔呈反比例关系，即：海拔越高，温度越低；海拔越低，温度越高。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。